1
00:00:08,145 --> 00:00:10,308
時間很晚了，天很黑，

2
00:00:10,308 --> 00:00:14,792
有一台自動駕駛汽車
在鄉村道路上迂迴行駛。

3
00:00:15,132 --> 00:00:18,454
突然，三樣危險物同時出現。

4
00:00:18,724 --> 00:00:20,566
接下來會發生什麼事？

5
00:00:20,846 --> 00:00:24,103
若這台車要突破這障礙物的阻擋，

6
00:00:24,103 --> 00:00:26,273
它首先得要能偵測到它們——

7
00:00:26,273 --> 00:00:30,056
收集足夠的資訊，了解
它們的大小、形狀、位置，

8
00:00:30,056 --> 00:00:34,148
這麼一來，它的控制演算法
就能夠繪出最安全的路線。

9
00:00:34,148 --> 00:00:35,872
沒有人在操作方向盤，

10
00:00:35,872 --> 00:00:40,617
這台車需要有聰明的眼睛，
即能夠分析這些細節的感測器——

11
00:00:40,617 --> 00:00:43,898
不論在什麼環境中、
什麼氣候下，不論天色有多黑——

12
00:00:43,898 --> 00:00:45,920
都要瞬間判斷。

13
00:00:45,920 --> 00:00:50,219
這簡直是苛求，但有個
結合兩種東西的解決方案：

14
00:00:50,219 --> 00:00:53,849
一種叫做雷射雷達的
特殊雷射探測器，

15
00:00:53,849 --> 00:00:56,858
以及讓網際網路能一直忙碌的

16
00:00:56,858 --> 00:01:00,936
一種迷你版本通訊技術，
叫做積體光學。

17
00:01:00,936 --> 00:01:06,026
若要了解雷射雷達，應該先了解
一項相關技術——雷達。

18
00:01:06,026 --> 00:01:07,165
在航空上，

19
00:01:07,165 --> 00:01:11,986
雷達天線會向飛機發射
無線電波或微波的脈衝，

20
00:01:11,986 --> 00:01:16,780
計算波束反彈回來的時間，
推算出飛機的位置。

21
00:01:16,780 --> 00:01:18,833
不過，這種看見的方式會受限，

22
00:01:18,833 --> 00:01:22,749
因為大型波束無法
視覺化呈現精密的細節。

23
00:01:22,749 --> 00:01:26,167
相對的，自動駕駛汽車的
雷射雷達系統，

24
00:01:26,167 --> 00:01:28,754
也就是「光學定向和測距」系統，

25
00:01:28,754 --> 00:01:32,190
使用狹窄的不可見紅外線雷射。

26
00:01:32,190 --> 00:01:35,900
它的成像能夠精密到
連對街行人的鈕扣

27
00:01:35,900 --> 00:01:38,123
這種小特徵都不放過。

28
00:01:38,123 --> 00:01:42,533
但，我們要如何決定
這些特徵的形狀或深度？

29
00:01:42,533 --> 00:01:48,467
雷射雷達會發射一連串
超短雷射脈衝來解析深度。

30
00:01:48,467 --> 00:01:50,786
以鄉下道路上的麋鹿為例。

31
00:01:50,786 --> 00:01:52,499
當汽車從旁邊開過時，

32
00:01:52,499 --> 00:01:55,973
一個雷射雷達脈衝
會在它的鹿角基部散開，

33
00:01:55,973 --> 00:02:00,791
而下一個脈衝則有可能會碰到
一支角的尖端，然後才反彈回來。

34
00:02:00,791 --> 00:02:04,338
測量第二個脈衝花了
多少時間才彈回來，

35
00:02:04,338 --> 00:02:06,942
這樣的資料就能用來
判斷角的形狀。

36
00:02:06,942 --> 00:02:13,002
雷射雷達用大量的短脈衝
便能快速提供出細節的側寫資訊。

37
00:02:13,222 --> 00:02:18,557
若要創造脈衝光，最明顯的方式
就是把雷射開啟再關閉。

38
00:02:18,557 --> 00:02:23,498
但這會讓雷射不穩定，
且會影響到脈衝的時間精準度，

39
00:02:23,498 --> 00:02:25,669
這就會限制了深度的解析度。

40
00:02:25,669 --> 00:02:27,264
最好是讓它一直開著，

41
00:02:27,264 --> 00:02:32,471
用其他的東西定期、
快速地阻擋光線。

42
00:02:33,031 --> 00:02:35,987
這就是積體光學上場的時候了。

43
00:02:35,987 --> 00:02:38,059
網際網路的數位資料

44
00:02:38,059 --> 00:02:41,111
由精確定時的脈衝光來傳輸，

45
00:02:41,111 --> 00:02:44,473
有些短到一百億分之一秒。
（0.000 000 000 1 秒）

46
00:02:44,473 --> 00:02:49,104
製造這類脈衝的方法之一，
就是用馬赫陳爾德干涉儀。

47
00:02:49,224 --> 00:02:52,865
這個裝置會利用一種特殊的波特性，

48
00:02:52,865 --> 00:02:54,718
叫做干涉。

49
00:02:54,718 --> 00:02:57,613
想像把小卵石丟到池塘中：

50
00:02:57,613 --> 00:03:01,550
漣漪散開和交疊時會形成圖案。

51
00:03:01,550 --> 00:03:05,464
在某些地方，波峰會加疊
在一起，變得非常大；

52
00:03:05,464 --> 00:03:08,450
在其他地方，它們則是完全抵銷。

53
00:03:08,450 --> 00:03:11,517
馬赫陳爾德干涉儀的做法很類似。

54
00:03:11,517 --> 00:03:15,314
它會沿著兩支平行的
臂桿把光波分開，

55
00:03:15,314 --> 00:03:17,472
最終再將它們重新結合起來。

56
00:03:17,472 --> 00:03:20,834
如果一支臂桿的光
被減緩下來並延遲，

57
00:03:20,834 --> 00:03:25,703
重新結合的不同步光波
會彼此抵銷，使光線沒了。

58
00:03:25,703 --> 00:03:28,335
透過在一支臂桿製造延遲，

59
00:03:28,335 --> 00:03:33,326
干涉儀的功能就變成
像是開關，放出脈衝光。

60
00:03:33,606 --> 00:03:36,380
維持一百億分之一秒的脈衝光

61
00:03:36,380 --> 00:03:39,830
能夠產生出幾公分的深度解析度，

62
00:03:39,830 --> 00:03:43,303
但未來的汽車需要
看得比那更清楚。

63
00:03:43,303 --> 00:03:47,595
把干涉儀和超級敏感、
反應快速的光偵測器搭配使用，

64
00:03:47,595 --> 00:03:50,958
解析度可以精密到一公釐。

65
00:03:50,958 --> 00:03:52,781
這比雙眼視力 1.0 的人

66
00:03:52,781 --> 00:03:56,947
看對街時能夠達到的解析度
還要清楚一百倍。

67
00:03:57,337 --> 00:04:02,925
第一代的汽車雷射雷達
要仰賴複雜的旋轉組件

68
00:04:03,005 --> 00:04:05,777
從屋頂或是引擎蓋上做掃瞄。

69
00:04:05,777 --> 00:04:07,494
有了積體光學，

70
00:04:07,614 --> 00:04:12,508
干涉儀和偵測器被縮到
小於十分之一公釐，

71
00:04:12,578 --> 00:04:17,797
裝載到小型晶片上，
將來可以放到車燈中。

72
00:04:17,937 --> 00:04:21,906
這些晶片還將包括
巧妙變造的干涉儀，

73
00:04:21,906 --> 00:04:27,025
得以擺脫可動的部件，以高速掃瞄。

74
00:04:27,275 --> 00:04:31,097
這個額外的裝置
能將干涉儀的一支臂桿

75
00:04:31,097 --> 00:04:36,208
只稍微減緩一點點，
它比較不像開關，更像調光器。

76
00:04:36,208 --> 00:04:40,788
如果一長列這類
控制一點點延遲的臂桿

77
00:04:40,788 --> 00:04:44,786
被平行堆疊起來，
就能設計出很新穎的東西：

78
00:04:44,786 --> 00:04:47,292
可操控的雷射光束。

79
00:04:47,492 --> 00:04:48,968
有了這種新優勢，

80
00:04:48,968 --> 00:04:52,248
這些聰明的眼睛將能夠
探索和看得更完整，

81
00:04:52,248 --> 00:04:54,741
勝過任何大自然想像得出的東西，

82
00:04:54,741 --> 00:04:57,544
導航通過障礙物，不管多少。

83
00:04:57,634 --> 00:05:00,098
無需流汗，毫不費力——

84
00:05:00,248 --> 00:05:03,988
也許那隻迷惘的糜鹿除外。